Mesures des paramètres de matériaux irradiés
Photoconducteurs ultrarapides

2.1 Durée de vie des porteurs

On s’attend à ce que les défauts agglomérés assurent une recombinaison efficace des porteurs. Ainsi, nous avons caractérisé expérimentalement l’effet de l’irradiation sur la dynamique des porteurs libres. Pour cette étude, nous avons utilisé des couches de matériau massif en InGaAs épitaxié par EPVOM en accord de maille sur InP. Les échantillons étaient constitués d’une couche d’InGaAs de 3 µm d’épaisseur sur une couche d’InAlAs de 0,2 µm d’épaisseur, cette seconde couche servant à stopper la gravure chimique que l’on effectue pour retirer localement le substrat d’InP. Les échantillons étaient irradiés par des ions lourds (Au⁺) à une énergie de 200 MeV pour des doses allant de 10¹⁰ à 10¹² cm⁻².

EPVOM : épitaxie en phase vapeur par pyrolyse d’organométalliques

Un moyen d’investigation puissant des propriétés dynamiques des porteurs dans les semi-conducteurs est l’expérience de type « pompe-sonde ». Dans cette expérience, une première impulsion optique, dite de pompe, permet de saturer l’absorption en un temps très bref, tandis qu’une impulsion optique moins intense, dite de sonde, mesure la variation du coefficient de transmission suivant le retard qu’on lui impose par rapport à la pompe. La dynamique de la transmission non linéaire est, en fait, mesurée en faisant varier la différence de trajet entre les deux faisceaux grâce à une ligne à retard placée sur le trajet de la pompe. Le signal transmis est détecté par une photodiode dont la réponse n’est pas nécessairement rapide. On montre que dans la configuration particulière où la pompe et la sonde ont la même longueur d’onde, la contribution des trous dans la saturation de l’absorption est négligeable. La non-linéarité de la transmission résulte donc principalement de la présence des électrons photocréés.

L’évolution temporelle de la transmission non linéaire mesurée en fonction du retard entre la pompe et la sonde pour les différentes doses d’irradiation est représentée sur la figure 3. La longueur d’onde des faisceaux de pompe et de sonde est de 1 550 nm. Le signal mesuré est caractérisé par une rapide augmentation de la transmission...